- 文献综述（或调研报告）：
随着人口的增多，城市高楼林立，城市建筑用地日渐紧缺，土木工程中地基加固无疑是最为重要的一环。因此非常有必要通过提升土壤的强度、压缩性、渗透性对土壤进行改性让其得以符合建筑用地的需要。传统的地基加固中常通过强夯法和化学注浆法对土壤进行加固，这也是目前工程领域广泛应用的两种方法，但其中强夯法能耗过高，而化学注浆法因存在较大的污染性且其污染是不可逆的，因此需要一种更环保更高效的土壤改性方法。自本世纪以来，人类愈发意识到可持续发展的重要性，广大科学家在此背景下积极探索无污染加固方法。尤其是近年来土木工程、地球化学以及生物学等各交叉学科得以深度融合，微生物诱导碳酸钙沉淀技术（MICP）开始逐步应用于建筑工程领域[1]。笔者认为该技术技术原理类似于注浆法，两者均为注入浆液，通过凝胶材料让土壤颗粒间得以形成一个整体，继而提高土壤的强度、渗透性。MICP不仅具有反应快速、机理简单等特点，同时在整个生物诱导中不会污染环境，无需消耗大量能量，具有显著的环境耐受性[2]。
南海诸岛拥有丰富的珊瑚砂，这种砂土也可称为钙质砂。这是一种常见的海洋沉积物，海水中的碳酸盐类、破碎的贝壳、珊瑚等物质在各外部条件的作用下随着时间的推移会逐渐堆积形成钙质砂。例如以珊瑚碎屑为填充材料的人工岛屿中，其中就有50%的成分为碳酸钙与难溶碳酸盐。钙质砂形状不规则、易破碎且多孔隙的特点[3-4]与其堆积形成中没有压力、缓慢的过程有关，这一点是明显区别于普通的工程砂土性质的。珊瑚砂（人工岛）受海洋水动力影响会逐渐加大流失速度[2]，基于此更有必要深入研究改良砂土性能的方法，以期提高其渗透强度。这也是越来越多的学者开始关注和研究MICP技术的主要原因之一。
当前有很多学者基于MICP展开研究，通过解析该技术的原理并尝试在各个领域中运用该技术。MICP不仅具有十分复杂的生物化学过程，同时其易受诸如反应物浓度、反应温度等外部环境影响，这些因素的存在都会影响到固化效果。本文主要的研究内容是培养巴氏芽孢杆菌，研究钙质砂固化与颗粒级配、反应物浓度之间的关系。
自然界中微生物随处可见，土壤中随处都存在微生物且其浓度非常之高。研究结果显示一千克土壤中所含有微生物种类就达到1012[5]。在地下2~30m内，即岩土工程研究的一般深度，其每千克土壤的微生物约为1011至1016个[6]。地球上生物和非生物物质之间客观存在的转换交流是生物链中重要的一部分，微生物诱导碳酸钙沉淀这一过程在自然界中也是普遍存在的。当前已经被证实的MICP主要有如下几种形式：其一是反硝化作用；其二是尿素水解；三是三价铁还原；其四硫酸盐还原[7]，其化学反应方式分别如下所示：
尿素水解：
NH2(CO)NH2 3H2O→2NH4 HCO3- OH- (1)
反硝化作用：
CH3COO- 2.6H 1.6NO3-→2CO2 0.8N2 2.8H2O (1)
三价铁还原：
CH3COO- 8Fe(OH)3 6HCO3- 7H →8FeCO3darr; 20H2O (3)
